聚丙烯樹(shù)脂的質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目很多，下面就來(lái)為您一一介紹。

產(chǎn)品質(zhì)量控制是聚丙烯生產(chǎn)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞不但影響產(chǎn)品的加工應(yīng)用，而且還會(huì)影響聚丙烯生產(chǎn)本身能否正常進(jìn)行以及原料動(dòng)力消耗、生產(chǎn)成本等其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

聚丙烯樹(shù)脂的質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目很多，比較重要且一般能檢測(cè)和實(shí)用的質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目主要有等規(guī)度、熔融指數(shù)、分子量、灰分含量、氯含量、鈦含量、揮發(fā)分含量、密度、表觀密度、拉伸屈服強(qiáng)度、拉伸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)度、沖擊強(qiáng)度（缺口沖擊強(qiáng)度和無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度）、熱變形溫度、維卡軟化點(diǎn)溫度、脆化溫度、硬度、電性能（如電阻系數(shù)、擊穿電壓強(qiáng)度、介質(zhì)損耗角正切值），對(duì)于紡制高強(qiáng)度丙輪絲，無(wú)紡布用的纖維級(jí)聚丙烯樹(shù)脂還有凝膠粒子（或“魚(yú)眼”）含量指標(biāo)和分子量分布指數(shù)等。下面就這些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的概念和意義進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

一、等規(guī)度（簡(jiǎn)稱II）

聚丙烯是長(zhǎng)鏈高分子聚合物，它包含有三種不同主體結(jié)構(gòu)，即等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯和無(wú)規(guī)聚丙烯。聚丙烯等規(guī)度就是等規(guī)度聚丙烯在整個(gè)聚合物中含量，用重量百分?jǐn)?shù)表示，等規(guī)度也稱等規(guī)指數(shù)。

等規(guī)聚丙烯

間規(guī)聚丙烯

無(wú)規(guī)聚丙烯

等規(guī)度影響聚丙烯的結(jié)晶度，等規(guī)度越高，結(jié)晶度也越高。結(jié)晶度對(duì)聚丙烯的許多性能都有影響。在一定范圍內(nèi)，結(jié)晶度高，樹(shù)脂拉伸屈服強(qiáng)度高，硬度大，而沖擊強(qiáng)度尤其是低溫沖擊性能好。這就是無(wú)規(guī)聚丙烯可作為聚丙烯或其他樹(shù)脂的沖擊性能改性劑的主要原因。

聚丙烯等規(guī)度對(duì)于紡制丙綸纖維時(shí)的成絲性能和纖維的質(zhì)量有明顯的影響。等規(guī)度高，結(jié)晶性好，對(duì)成絲性能和絲的質(zhì)量有益。

聚丙烯等規(guī)度除了影響制品性能外，還影響樹(shù)脂的加工性能。等規(guī)度低，產(chǎn)品發(fā)粘，流動(dòng)性差，包裝儲(chǔ)存時(shí)易板結(jié)成塊、團(tuán)，加工時(shí)加料困難，甚至無(wú)法加工。

聚丙烯等規(guī)度過(guò)低還會(huì)影響聚丙烯的正常生產(chǎn)和操作。一般等規(guī)度低于90%時(shí)，產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)發(fā)粘現(xiàn)象。當(dāng)?shù)纫?guī)度低于85%時(shí)，產(chǎn)品發(fā)粘厲害，會(huì)在環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)壁、出料口、閃蒸罐及管線內(nèi)等處造成嚴(yán)重的粘壁現(xiàn)象，影響操作和正常生產(chǎn)。

聚丙烯產(chǎn)品的等規(guī)度一般用沸騰正庚烷萃取法或紅外光譜、核磁共振法測(cè)定，因?yàn)榈纫?guī)聚丙烯不溶于正庚烷，而其他結(jié)構(gòu)聚丙烯可以溶于沸騰正庚烷，因而可以用不溶于沸騰正庚烷物占整個(gè)樣品的衝百分?jǐn)?shù)來(lái)測(cè)定和表示，這也是聚丙烯等規(guī)度測(cè)定的最簡(jiǎn)易可行的方法。另外，還可用二甲苯不溶物來(lái)表示等規(guī)丙烯在聚丙烯中的含量，它和正庚烷萃取法測(cè)量的等規(guī)度在數(shù)值上有微小的差異。

二、熔體流體速率（簡(jiǎn)稱MFR）

熔體流動(dòng)速率習(xí)慣上又稱熔融指數(shù)（簡(jiǎn)稱MI），它是指熱塑性樹(shù)脂在熔體測(cè)定儀上，在一定負(fù)荷和溫度下，熔體每10min通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品模的重量，以g/10min為單位表示。

對(duì)于聚丙烯樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，熔體流動(dòng)速率測(cè)定的條件是：

溫度：230℃

負(fù)荷：2160g

試樣所受壓強(qiáng)：0.2982Mpa

熔融指數(shù)是衡量聚丙烯樹(shù)脂在熔融狀態(tài)下流動(dòng)性能好壞的指標(biāo)。MI越大，聚丙烯樹(shù)脂的熔融流動(dòng)性能越好，反之，MI越小，聚丙烯樹(shù)脂熔融流動(dòng)性能就越差。由于聚丙烯是熱塑性樹(shù)脂，是在熔融狀態(tài)下加工成各種制品的，所以MI是影響聚丙烯加工性能的重要指標(biāo)，也是聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量最主要的指標(biāo)之一。

在聚丙烯均聚產(chǎn)品中，各種牌號(hào)主要是以其MI的不同加以區(qū)別的。用途不同，產(chǎn)品牌號(hào)也不同，相應(yīng)地要求不同規(guī)格的MI。同一牌號(hào)聚丙烯有一定的MI范圍。不同的MI要求有不同的加工溫度。

如果MI相差很大的幾批產(chǎn)品混在一起加工，則會(huì)在加工過(guò)程中產(chǎn)生“魚(yú)眼”，即高M(jìn)I的樹(shù)脂已經(jīng)熔融，而低MI的樹(shù)脂沒(méi)有熔融，在制品中產(chǎn)生白點(diǎn)，這會(huì)使制品的質(zhì)量受到很大的影響，尤其是在抽絲紡制丙綸纖維時(shí)，魚(yú)眼的存在對(duì)成絲性能和丙綸纖維的質(zhì)量影響更大。因此要求PP樹(shù)脂的MI穩(wěn)定、可控，以保證產(chǎn)品良好的加工性能和制品質(zhì)量。

三、分子量（簡(jiǎn)稱M）

聚丙烯樹(shù)脂是高分子化合物，它是由許多大分子組成的，而各個(gè)大分子的分子量是不盡相同的，因而沒(méi)在均一的分子量，而只能用平均分子量來(lái)表示。一般所聚丙烯分子量都是一種統(tǒng)計(jì)的平均分子量。由于實(shí)際應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)方法不同，一般有四種表示平均分子量的方法，即數(shù)均分子量（）、重均分子量（）、Z均分量（）、粘均分子量（）。對(duì)于同一高分子化合物，一般情況下，>>>，在聚丙烯生產(chǎn)中，一般只測(cè)定粘均分子量，有必要時(shí)才檢測(cè)其他幾種平均分子量。所謂粘均分子量就是用粘度（為特性粘度）法測(cè)得的分子量。

粘均分子量與MI有著對(duì)應(yīng)關(guān)系，其關(guān)系式如下：

lgMI-18.56-3.36lg

上式適用范圍MI=0.27～22.10

聚丙烯分子量的大小直接影響它的熔體流動(dòng)速率。分子量越大，MI越小，熔體流動(dòng)性差；反之，分子量越小，MI越大，熔體流動(dòng)性好。

四、分子量分布

分子量分布表示高分子化合物中分子量的分散程度。分子量分布點(diǎn)可用分子量分布指數(shù)來(lái)描述。分子量分布指數(shù)可以表示為/即重均分子量與數(shù)均分子量的比值，其值的大小范圍表示分子量分布寬和窄。

聚丙烯分子量分布對(duì)其物理機(jī)械性能和加工性能有重要影響。對(duì)于一般的擠出、注塑制品來(lái)說(shuō)，分子量分布寬時(shí)，其加工性能較好，但拉伸強(qiáng)度差，伸長(zhǎng)率變小。對(duì)纖維級(jí)聚丙烯樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，則要求分子量分布窄些好，對(duì)成纖維性能和纖維質(zhì)量有益。纖維級(jí)聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布指數(shù)要求在3～5之間。

五、灰分、鈦、氯離子、揮發(fā)分含量

灰分、鈦、氯離子、揮發(fā)分含量表示聚丙烯樹(shù)脂中的雜質(zhì)含量，它們都是表示聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，對(duì)聚丙烯加工和應(yīng)用有重要影響。

（一）灰分

聚丙烯樹(shù)脂是由碳、氫元素組成的有機(jī)化合物，在高溫下會(huì)分解，一部分變成低分子有機(jī)物而揮發(fā)，一部分變成CO2、CO和H2O而揮發(fā)掉，完全純凈的聚丙烯在高溫下應(yīng)該全部揮發(fā)掉，不應(yīng)存在灰分，但實(shí)際上聚丙烯樹(shù)中或多或少總會(huì)存在少量在高溫下仍然不揮發(fā)的物質(zhì)，如殘留在樹(shù)脂中的催化劑、活化劑和生產(chǎn)過(guò)程中混入的各種雜質(zhì)。聚丙烯中所含有的在高溫灼燒后仍然不能揮發(fā)而殘留下來(lái)的雜質(zhì)在整個(gè)樣品中的含量稱為聚丙烯的灰分含量，一般用重量百分?jǐn)?shù)或重量PPm表示。纖維級(jí)的聚丙烯樹(shù)脂要求灰分含量控制在100ppm以下，如果灰分含量高，表示加工時(shí)不熔物質(zhì)多，易引起設(shè)備的堵塞，也會(huì)影響制品的強(qiáng)度等性能。但灰分對(duì)擠塑、注塑影響不大。

（二）鈦含量

聚丙烯產(chǎn)品殘留的催化劑中鈦元素在整個(gè)樣品中的含量，稱為鈦含量，一般用重量ppm表示。鈦的存在影響聚丙烯樹(shù)脂的穩(wěn)定性，鈦含量高，樹(shù)脂易老化變質(zhì)。由于目前PP生產(chǎn)工藝尤其是S—PP工藝已普遍采用高效載體催化劑，鈦的含量已經(jīng)降至幾個(gè)ppm以下。

（三）氯離子含量

聚丙烯產(chǎn)品中殘留的催化劑中氯離子在整個(gè)樣品中的含量，稱為氯離子含量，通常用重量ppm。氯離子在聚丙烯樹(shù)脂中的存在主要對(duì)后加工設(shè)備有腐蝕作用。目前，由于高效載體催化劑的使用，已使產(chǎn)品中的氯含量降得很低，經(jīng)過(guò)汽蒸過(guò)程，還可以使氯含量有較大的降低。

（四）揮發(fā)組分

聚丙烯產(chǎn)品中所含低于聚丙烯分解溫度時(shí)可揮發(fā)物的含量（如有機(jī)溶劑、丙烯、水分等）稱為揮發(fā)分含量，通常用重量百分比表示。與灰分概念不同，揮發(fā)分含量測(cè)定時(shí)，溫度必須控制在聚丙烯分解溫度以下，一般為105℃，不允許聚丙烯樹(shù)脂本身分解而揮發(fā)。

揮發(fā)組分含量也影響加工性能。揮發(fā)組分含量高，在加工時(shí)會(huì)使制品中有氣泡、氣孔，從而影響其機(jī)械性能。在紡絲時(shí)，也會(huì)影響可紡性。

六、密度和表觀密度

聚丙烯的密度是指熔融壓片后，內(nèi)部無(wú)孔隙時(shí)樣片的密度，即“真密度”。聚丙烯的表觀密度是聚烯烴樹(shù)脂中最小的（0.90～0.91g/cm3）,這也是使用聚丙烯時(shí)的一大優(yōu)點(diǎn)，它會(huì)使加工成的制品輕便，費(fèi)料少，成本低。

聚丙烯的表觀密度越大，同樣重量的產(chǎn)品其堆積體積越小，包裝運(yùn)輸方便，另外表觀密度還反映聚丙烯的顆粒形態(tài)及流動(dòng)性能，一般來(lái)說(shuō)，表觀密度大，顆粒的流動(dòng)性好，便于加工。

七、拉伸力學(xué)性能

表示拉伸力學(xué)性能的指標(biāo)很多，在這里主要介紹拉伸屈服強(qiáng)度、拉伸斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率三個(gè)指標(biāo)。

在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度與試驗(yàn)速度下，在拉力試驗(yàn)機(jī)上給聚丙烯試樣沿縱軸方向施加拉伸負(fù)荷，測(cè)定試樣被破壞時(shí)的最大負(fù)荷，得出拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，如圖1所示。

圖1 聚丙烯拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線

聚丙烯試條在受到一定拉力時(shí)，產(chǎn)生形變（即應(yīng)變）。開(kāi)始，隨著應(yīng)變（伸長(zhǎng)）的增加，應(yīng)力也增加，但是應(yīng)力、應(yīng)變?cè)黾拥揭欢ǔ潭葧r(shí)，應(yīng)變?cè)黾樱瑧?yīng)力不再增加。在上圖中的應(yīng)力—應(yīng)變曲線上，第一次出現(xiàn)應(yīng)變?cè)黾佣鴳?yīng)力不增加時(shí)的點(diǎn)（M）稱為屈服點(diǎn)，屈服點(diǎn)的應(yīng)力FM定義為拉伸屈服強(qiáng)度，拉伸斷裂時(shí)的點(diǎn)（t）稱為斷裂點(diǎn)，斷裂點(diǎn)的應(yīng)力F，定義為拉伸斷裂強(qiáng)度。

斷裂點(diǎn)可能高于屈服點(diǎn)，也可能低于屈服點(diǎn)。對(duì)于聚丙烯樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，拉伸屈服強(qiáng)度比拉伸斷裂強(qiáng)度更為重要，因?yàn)榫郾?shù)脂是在屈服點(diǎn)之內(nèi)使用的。

拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸斷裂強(qiáng)度是聚丙烯力學(xué)性能的最重要指標(biāo)。它表示聚丙烯樹(shù)脂抗拉伸的能力，是聚丙烯應(yīng)用最重要的依據(jù)之一。在聚丙烯的應(yīng)用中，拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸斷裂強(qiáng)度越高越好。

在應(yīng)力—應(yīng)變曲線上，相對(duì)于屈服點(diǎn)M和斷裂點(diǎn)t有相應(yīng)的屈服點(diǎn)應(yīng)變值（%）和斷裂點(diǎn)應(yīng)變值（%），即為屈服伸長(zhǎng)率（%）和斷裂伸長(zhǎng)率（%），屈服伸長(zhǎng)率和斷裂伸長(zhǎng)率也是聚丙烯重要的力學(xué)性能指標(biāo)，對(duì)聚丙烯的應(yīng)用有重要的意義。

八、沖擊強(qiáng)度

聚丙烯樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度是指規(guī)定尺寸的聚丙烯標(biāo)準(zhǔn)試樣在沖擊試驗(yàn)機(jī)上受到?jīng)_擊力而使其破壞的最大沖擊負(fù)荷。沖擊強(qiáng)度是用來(lái)度量聚丙烯在高速狀態(tài)下的韌性或?qū)嗔训牡挚鼓芰?。它是聚丙烯?shù)脂力學(xué)性能的又一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常稱聚丙烯在低溫下“發(fā)脆”，就是指聚丙烯的低溫沖擊強(qiáng)度低，耐沖擊性能差。這是聚丙烯樹(shù)脂的缺點(diǎn)之一。從制品的使用來(lái)說(shuō)，要求沖擊強(qiáng)度越高越好。

沖擊強(qiáng)度因測(cè)試方法不同，一般分為無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度，通常用擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)（包括簡(jiǎn)支梁式和懸臂梁式）、落球式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)以及高速拉伸沖擊試驗(yàn)機(jī)來(lái)測(cè)定。測(cè)定的方法和試驗(yàn)設(shè)備不同，沖擊強(qiáng)度的表示單位也不同。用簡(jiǎn)支梁式擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)出的強(qiáng)度表示單位為KJ/㎡，用懸臂梁式擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)出的沖擊強(qiáng)度表示單位為KJ/㎡。

九、硬度

聚丙烯樹(shù)脂抵抗其它軟硬物體壓入的性能（或能力）稱為聚丙烯樹(shù)脂的硬度。硬度數(shù)值大小是表示聚丙烯樹(shù)脂軟硬程度的有條件性的定量反映，對(duì)聚丙烯樹(shù)脂的應(yīng)用有重要價(jià)值。

測(cè)量聚丙烯樹(shù)脂硬度的方法和儀器很多，其測(cè)得數(shù)值與硬度計(jì)的類型、試樣的形狀以及測(cè)試條件有關(guān)。測(cè)量聚丙烯硬度的方法有動(dòng)載法和靜載法兩種。靜載試驗(yàn)是以一定形狀的壓頭平穩(wěn)而逐漸加荷，將壓頭壓入試樣的方法（簡(jiǎn)稱壓入法）一般都采用壓入法來(lái)聚丙烯的硬度。根據(jù)測(cè)量?jī)x器的不同，又有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（Hg）、肖氏硬度（HA、HC、HD）之分。

布氏硬度的測(cè)量是把一定直徑的鋼球在規(guī)定的負(fù)荷作用下壓入試樣并保持一段時(shí)間后，以試樣上壓痕深度或壓痕直徑來(lái)計(jì)算單位面積上承受的力，計(jì)算式如下：

式中：HB----布氏硬度， kg/mm2；

P-----所加負(fù)荷， kg；

d-----壓痕直徑， mm；

h-----壓痕深度， mm；

D-----鋼球直徑， mm。

十、熱性能指標(biāo)

（一）熱變形溫度

聚丙烯樹(shù)脂的熱變形溫度是試驗(yàn)裝置上測(cè)得的特定溫度。在施加載重負(fù)荷使試樣受載的最大彎曲正應(yīng)力為1.81MPa或0.45MPa條件下，使一定高度的試樣逐漸升溫，試樣達(dá)到規(guī)定的彎曲形變值的溫度稱聚丙烯試樣的熱變形溫度。它是表示聚丙烯樹(shù)脂耐熱性能的重要指標(biāo)。聚丙烯樹(shù)脂的熱變形溫度一般為95～100℃。

（二）維卡軟化點(diǎn)

聚丙烯樹(shù)脂的維卡軟化點(diǎn)是聚丙烯試樣在維卡軟化點(diǎn)試驗(yàn)裝置上測(cè)得的特定溫度。在施加載重負(fù)荷1kg或5kg條件下，使試樣逐漸升溫，壓在試樣上的針頭垂直壓入試樣的深度達(dá)1mm時(shí)的溫度稱為該聚丙烯的維卡軟化點(diǎn)溫度，又稱維卡軟化點(diǎn)。

維卡軟化點(diǎn)是表示聚丙烯樹(shù)脂耐熱性能的又一重要質(zhì)量指標(biāo)。維卡軟化點(diǎn)高，耐熱性能好。用該方法測(cè)得的聚丙烯維卡軟化點(diǎn)溫度高于熱變形溫度。聚丙烯樹(shù)脂的維卡軟化點(diǎn)溫度一般為148～158℃。

（三）脆化溫度

當(dāng)聚丙烯樹(shù)脂所處的周圍環(huán)境由高溫逐漸向低溫變化的時(shí)候，它形變能力逐漸消失，直至出現(xiàn)脆性。對(duì)一定低溫下的聚丙烯樹(shù)脂施加應(yīng)力時(shí)，在很小的形變下就會(huì)被破壞，這個(gè)溫度稱為聚丙烯的脆化溫度。聚丙烯的脆化溫度一般為35℃左右。

聚丙烯脆化溫度表示聚丙烯的耐寒性能，它對(duì)聚丙烯樹(shù)脂應(yīng)用的環(huán)境條件的選擇有重要的實(shí)際意義。

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